黑客攻击汽车总结篇之漏洞在哪儿(下)

2015-08-28 20:47:38来源: 车云网
    车云按:上个月底克莱斯勒被CharlieMiller&ChrisValasek联手破解的事件似乎打开了一个开关,通用、特斯拉纷纷中招,还有黑客发现了可以在品牌之间无差别攻击的手段。黑帽大会+USENIX安全会议,也公布了一个又一个让车企们胆跳心惊却还要表现得面不改色的安全漏洞

  随着联网功能、近场通讯手段的愈加增多,汽车上可被攻击的地方也越来越多。要攻破一辆汽车的防线,能从哪些方面入手?汽车制造商和供应商们又该怎么防止入侵呢?在逐个分析完破解案例之后,下面进入总结篇。

  上回的总结篇中,我们说到今年这里案例里头,黑客们都用了什么方式去进行破解汽车,以及其中表现出来的安全问题所在。

  当然,最后俺们说到,这些攻击方式和漏洞并不是仅有的。那在汽车上还有哪些?

  其实早在2011年,来自UCSD(加州大学圣地亚哥校区)和华盛顿大学的两个研究团队就以“汽车安全攻击综合分析”为题进行了实验与验证,并从威胁类型、具体漏洞分析以及威胁评估三个方面进行了分别论述与实验。在这一份调研报告中,被研究的主体是安装在汽车中那一块块功能各异的ECU。

  三年之后,CharlieMiller与ChrisValasek又重新进行了这个工作。他们的目的同样是想搞清楚如果要对汽车发起攻击,哪些有可能入手。

  欲善其事,必利其器

  这个研究的关键在于两位研究员的思路。

  需要再次重申的原则是,这次的攻击依然是围绕远程可复制攻击,而重点关注的是哪些会引起安全事故的攻击,也就是他们今年对克莱斯勒发起的这类攻击: 远程操控汽车的转向、刹车或者加速功能,让车辆脱离驾驶员的掌控,进入不安全状态。围绕钥匙、防盗等车辆偷窃类攻击就不再考虑之类了。

  第二步思路是,如果要得到这个结果,需要怎么做?

  最关键的一点是,黑客需要能够对这些控制车辆转向、刹车或加速的ECU下达命令,那就是说,必须拿到与车辆内部CAN总线通讯的方式,而CAN总线并不止一条线路,这些核心控制功能在更加底层的地方。远程攻击不可能直接与其接触,那么就需要「桥梁」。

  这个桥梁就是并不处于核心位置的、大多是承担接收和处理无线电信号的这一批ECU,他们都具有两个特征:

  1.能够接受外部信息

  2.这个信息有可能通过CAN总线传递给那些控制核心功能的ECU

  所以,思路就是找到这些ECU之后,先把他们黑掉,再以之为跳板,向核心功能ECU发布假消息。可以把这类ECU想象成古代战场上传令的小兵,如果其能阵前倒戈,传递敌方给予的假命令,打胜仗也是手到擒来。

  不过这是理想状态,如果被发现是假命令呢?

  虽然桥梁ECU们能够作为入口向内部发送消息,但是这个消息并不是想发就发的,在不同的ECU之间,可能存在网关,拦截非法消息;核心ECU上,可能有安全策略设置,某些动作只能在特定的行驶状态下才能实现,或者只听从指定的命令。要想达成目的,或者伪装成合法的,那么就要知道通讯协议;或者绕过网关,需要知道通过密码;或者把网关也黑掉,让其为自己所用……等等,不一而足。

  因而,黑客要做的工作有三:

  1.找到远程接入的入口——带有桥梁ECU的功能模块,比如上篇里头的车载Wi-Fi、OBD、云服务App,还包括与手机同步的蓝牙功能、浏览器等车内应用等等,所有兼顾外部消息接收与内部通讯功能的,都存在可能性,都可以以此展开研究

  2.找到从桥梁ECU到核心功能ECU之间的通讯道路

  3.解决通讯道路上的各式拦路马

  “等等”的内容并不止于通讯模块

  上面提到的入口,也就是桥梁,起到沟通内外的作用,一般大家想到的就是车辆通讯模块。但其实,并不止于此,还有一部分比较特殊功能的ECU,他们也起到相同的作用,但却是为了完全不同的目的——ADAS(高级驾驶辅助)。

  现在的ADAS,常见的比如车道保持、防碰撞系统,还有受到很多新手司机欢迎的泊车辅助技术。这些功能最终都会为了保证车辆处于车道之上、保证不发生碰撞或降低碰撞产生伤害、泊车而对车辆进行转向、刹车等功能。还有ACC,在转向、刹车之后,还有自动加速功能。

  也就是说, 这些ADAS系统的ECU会根据传感器的数据,对核心控制功能ECU发出命令,在特定的时候让其工作,同样可以作为桥梁使用。当然,毋庸置疑的是,这些系统的目的是为了辅助驾驶和提高安全性能,所以本身也会设置到限定速度之下。可能比较谨慎的车企,还会多设置几道关卡来保证系统功能。

  之所以提到这些系统,并不说他们不安全,而是因为他们给黑客攻击汽车带来了一个可能性。因为与核心控制功能有信息交互,那么就存在一种可能性,以他们为桥梁发出假消息。需要评估的是,这个可能性有多大。

  因而,遵循这个三步法则,两位研究员开始了研究。

  俺们知道,车辆的CAN总线是个很复杂的东西,会随着车辆上技术、功能的增减而改变,在不同的制造商之间、同一制造商不同车型之间、同一车型不同年款之间,都会有差别。因而他们以2014年款为主,挑了13款车型,同时也挑了这些车型的2006年款或者2010、2015年款作为对比研究。

  研究主要围绕三个方面:

  1.存在多少种不同的入口以及入口的安全性

  有些桥梁ECU与核心ECU通讯的可能性有,但是很小,因而可以认为安全性较高,比如ADAS,虽然可以直接与核心功能ECU通讯,但是安全策略与门槛会较多。而蓝牙、Wi-Fi通讯则因为作用距离、可实现功能与安全策略的问题,导致安全性较低。如果这类入口较多,则评估得到的威胁程度会高。

  2.车辆的内部网络拓扑

  一方面,通过同一车型不同年款来对比分析车辆内部网络随着时间发展的状况;另一方面,也是想进行验证,对于车内网络的攻击,是否因为差异性巨大而难以直接复制。

  自然还有第三个目的,那就是分析具体的拓扑结构,以此来分析从桥梁ECU通往核心ECU之前道路通过的成功可能性有多大,来评估其带来的威胁程度。

  3.攻击的反面就是防守

  攻击并不是最终目的,最终目的是为了更好的防守。从可攻击路线发现可能漏洞所在,也就是可以加强防护的地方

  不同年不同车不同命

  这个研究的最终结果,就十分有意思了。在他们最后公开的研究报告中,都进行了具体分析,因为篇幅所限,本文无法一一列出,感兴趣的同学可以到这里去看原文。

  对具体分析内容不那么感兴趣的,俺们一起来看结果。

  他们一共分析了21款车,涉及到奥迪、宝马、通用、福特、克莱斯勒、本田、丰田、英菲尼迪、路虎品牌及其旗下品牌车型,以2014年款为主,共13款,对比年款2006年款4个,2010年款3个,2015年款1个。具体易受攻击程度见下图(图片来自CharlieMiller与ChrisValasek的研究报告),表中只列出了20款车型,少了一个2006年款英菲尼迪G35。

  

  20款车型易受攻击列表(从--、-、+到++受攻击程度依次提高,表格从左至右分别代表攻击面、网络架构与核心功能)

  从研究的内容中,他们还得到了一些结论:

  1.随着时间推进,所有品牌车型都表现出ECU数量的增多,不仅是整体ECU数目,桥梁ECU数目更是大幅增加,功臣有两个:车联网与驾驶辅助技术的发展。也就意味着,车辆的被攻击可能性、可选择手段都在增加。

  2.车内网络拓扑结构的复杂性随着ECU增多也在增加,被分割的网络架构越来越多。但是这些网络架构的分割并不都是以“将控制核心功能ECU与其他类ECU分开”为目的。在2014年款中,有6款并没有根据功能重要性不同进行隔离,而更多的,虽然隔离了,但是并不代表安全性就高。因为隔离之后并没有设置网关或者安全边界,没有增加安全策略,而只是单纯的分开。

  3.尽管内部结构大不相同,但是大多数车辆都采用了类似PC的技术,比如浏览器和车内App等,这些都是黑客们十分熟悉的东西,提供了与PC、移动端类似的攻击方式

  4.在所有入口中,胎压监测与无钥匙进入是被远程攻击威胁性最大的桥梁ECU

  5.同一地区的汽车制造商的内部拓扑图有着类似的结构,日系车(丰田与英菲尼迪)、德系车(奥迪与宝马)、美系车(通用与福特)之间都表现出来这个特性。两位研究员认为可能是因为他们思考问题的方式比较类似,还有就是工程师的跳槽~

  6.存在这些问题的车辆,都没有OTA功能,发现问题只能召回处理。

  最终得出了两个排名:

  1.最容易被破解三甲:2014Jeep切诺基,2015凯迪拉克凯雷德、2014英菲尼迪Q50

  2.最不容易被破解三甲:2014道奇蝰蛇,2014奥迪A8,2014本田雅阁

  发现问题了么?为什么今年他们拿切诺基开刀,原来根源在这里。

  车云小结:

  其实研究到这里并没有结束。两位白帽黑客的雄心壮志在于想对所有车型进行分析并得出答案,无奈这些资料并不是那么好拿到的,因而只有这些款。而且,因为他们并不是这些车型都有,也没有对每一款车进行具体实验分析,以确定分割更多网络等是否能够成为黑客破解的障碍。不过,在去年出研究成果之后,今年对切诺基下手就证明了他们的研究并没有停止,而是会继续前行。

  俺们的文章也并没有结束,研究中的防护措施,以及一直处于被攻击的车企与供应商们将会在最终篇中出场发言,敬请关注。

关键字:汽车  总结  漏洞

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2015/0828/article_11383.html
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